CN102129976B - Eeprom的浮栅制造方法及其制造的浮栅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EEPROM的浮栅制造方法,包括如下步骤:第1步,对硅片表面的多晶硅层进行刻蚀,形成浮栅,所述浮栅的侧壁具有70~80度的倾斜角度;所述硅片为:硅衬底上已形成有栅氧化层和隧穿氧化层,硅衬底中已有隔离结构,硅衬底表面已淀积有一层多晶硅;第2步,采用热氧化生长工艺使浮栅表面生长一层氧化硅;第3步,在硅片表面先后淀积一层氮化硅和氧化硅,浮栅上方的氧化硅、氮化硅、氧化硅三者一起构成了ONO层。本发明通过改进浮栅刻蚀的形貌为倾斜,以及以热氧化生长工艺对浮栅上角进行倒角,从而提高了EEPROM的数据保持特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路器件的制造方法,特别是涉及一种EEPROM的制造方法。
背景技术
请参阅图1,这是EEPROM阵列在字线方向上的剖面示意图,其中表示了一个EEPROM存储单元,包括一个存储晶体管和一个选择晶体管。这两个晶体管都制造在衬底10和栅氧化层11之上。其中的存储晶体管还包括有一小部分区域的隧穿氧化层11a,其比栅氧化层11薄。存储晶体管还包括位于下方的浮栅12、位于中间的ONO(氧化物-氮化物-氧化物)层13和位于上方的控制栅14。在对控制栅14进行刻蚀时,一起将ONO层13、浮栅12刻蚀掉而形成存储晶体管和选择晶体管之间的隔离。
请参阅图2,这是EEPROM阵列在位线方向上的剖面示意图,其中表示了两个EEPROM存储单元中的存储晶体管一和存储晶体管二。在对浮栅13进行刻蚀时,形成不同EEPROM存储单元中的各个存储晶体管之间的隔离。
传统的浮栅12刻蚀工艺与控制栅14刻蚀工艺相同,都是基于线宽控制的要求,形成垂直的刻蚀形貌。EEPROM的浮栅的物理形貌与存储晶体管的可靠性有很强的相关性。浮栅12刻蚀后,会淀积ONO层13。ONO层13主要是阻挡存储在浮栅12中的电子逸出。阻挡的有效性决定数据的保存性(data retention)。当浮栅12具有垂直的刻蚀形貌时,容易在浮栅12上角形成锐角,这会导致ONO层13的底层氧化硅在浮栅12的边缘处膜厚不均匀,从而影响ONO层13阻挡电子的效果。
实际上,控制栅14刻蚀工艺用于分隔存储晶体管和选择晶体管,的确对线宽有较严格的要求。而浮栅12刻蚀工艺用于分隔多个存储晶体管,对线宽并没有严格要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种EEPROM的浮栅制造方法,避免了浮栅上交形成锐角,从而提高EEPROM的数据保存性。
为解决上述技术问题,本发明EEPROM的浮栅制造方法包括如下步骤:
第1步,对硅片表面的多晶硅层进行刻蚀,形成浮栅,所述浮栅的侧壁与底面成70~80度夹角;
所述硅片为:硅衬底上已形成有栅氧化层和隧穿氧化层,硅衬底中已有隔离结构,硅衬底表面已淀积有一层多晶硅;
第2步,采用热氧化生长工艺使浮栅表面生长一层氧化硅;
第3步,在硅片表面先后淀积一层氮化硅和氧化硅,浮栅上方的氧化硅、氮化硅、氧化硅三者一起构成了ONO层。
所述方法制造的EEPROM的浮栅,侧壁与底面成70~80度夹角。
本发明通过改进浮栅刻蚀的形貌为倾斜,以及以热氧化生长工艺对浮栅上角进行倒角,从而提高了EEPROM的数据保持特性。
附图说明
图1是EEPROM存储阵列在字线方向的剖面示意图;
图2是EEPROM存储阵列在位线方向的剖面示意图;
图3a~图3c是本发明EEPROM的浮栅制造方法的各步骤示意图。
图中附图标记说明:10为衬底;11为栅氧化层;11a为隧穿氧化层;12为浮栅;13为ONO层;131为氧化硅;132为氮化硅;133为氧化硅;14为控制栅;20为隔离结构;
具体实施方式
本发明EEPROM的浮栅制造方法包括如下步骤:
第1步,请参阅图3a,这是EEPROM存储阵列在位线方向的剖面示意图。在这一步以前,硅衬底10上已形成有栅氧化层11和隧穿氧化层11a,硅衬底10中已有隔离结构20对各个存储晶体管进行隔离,硅衬底10表面已淀积有一层厚度的多晶硅作为浮栅材料。所述隔离结构20为场氧隔离(LOCOS)结构或浅槽隔离(STI)结构。
这一步进行的操作是,对所述多晶硅层进行刻蚀,形成浮栅12,所述浮栅12的侧壁具有70~80度的倾斜角度。换个角度,对于两个浮栅12之间的沟槽而言,则是具有锥形的刻蚀剖面(刻蚀形貌)。
这一步刻蚀出具有倾斜形貌的浮栅12,可以采用浅槽隔离(STI)结构的制造工艺,例如采用干法等离子体刻蚀,来形成浮栅12的倾斜侧壁。
这一步的热氧化生长工艺可以进一步使多晶硅浮栅12的上角变得圆滑,并使得氧化硅131即使在浮栅12的边缘处也具有均匀的膜厚。
所述方法制造的EEPROM的浮栅,侧壁具有70~80度的倾斜角度,因此浮栅12的上角为钝角。在该浮栅12之上的氧化硅131具有均匀的膜厚。
上述实施例的工艺方法、数值等均为示意,在不违反本发明思想的前提下,本领域的一般技术人员可以进行等同替换,仍应属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种EEPROM的浮栅制造方法,其特征是,包括如下步骤:
第1步,对硅片表面的多晶硅层进行刻蚀,形成浮栅,所述浮栅的侧壁与底面成70~80度夹角;
所述硅片为:硅衬底上已形成有栅氧化层和隧穿氧化层,硅衬底中已有隔离结构,硅衬底表面已淀积有一层多晶硅;
第2步,采用热氧化生长工艺使浮栅表面生长一层氧化硅;
第3步,在硅片表面先后淀积一层氮化硅和氧化硅,浮栅上方的氧化硅、氮化硅、氧化硅三者一起构成了ONO层。
3.根据权利要求1所述的EEPROM的浮栅制造方法,其特征是,所述方法第1步中,采用干法等离子体刻蚀工艺对所述多晶硅层进行刻蚀。
6.一种采用权利要求1所述方法制造的EEPROM的浮栅,其特征是,所述浮栅的侧壁与底面成70~80度夹角。
7.根据权利要求6所述的EEPROM的浮栅,其特征是,所述浮栅的上角为钝角。
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